NatureMedicine：液體活檢新技術讓腫瘤耐藥性基因顯形！

　　 腫瘤異質性是惡性腫瘤的特征之一,可使腫瘤的生長速度、侵襲與轉移、藥物敏感性等多方面產生差異。之前的研究表明，液體活檢(特別是cfDNA (無細胞DNA))可以很好地檢測獲得性耐藥的腫瘤異質性。但該方法尚缺少大規模隊列驗證。近日，由包括麻省總醫院、麻省理工學院布羅德研究所、哈佛大學及IBM Research等在內的多家頂級癌癥研究單位合作，在Nature Medicine發表了最新研究成果。通過前瞻性隊列研究，直接比較了優化后的cfDNA方法和標準腫瘤活檢方法的有效性差異，這也是迄今為止規模最大的相關研究。

　　研究發現優化后的cfDNA方法(ctDNA)能夠更準確地檢測出臨床相關的耐藥性改變，甚至可以找到未發現的耐藥性改變，而78%的陽性病例在對應的腫瘤活檢中未檢測到耐藥性改變。他們還通過結合循環cfDNA的全外顯子組測序、腫瘤活組織檢查和快速尸檢技術，證明腫瘤病灶間存在重要的分布和進化差異。該研究對腫瘤靶向治療具有重要意義，也通過大數據實證了cfDNA液體活檢技術在針對獲得性耐藥樣本進行組織活檢的潛在優勢。

　　近幾十年中，聯合化療已經成為治療惡性腫瘤的標準療法。但是，很多腫瘤在化療過程中會產生對化療藥物的耐藥性(獲得性耐藥)，最終導致化療失敗。因此腫瘤耐藥性是目前臨床治療腫瘤的最大障礙之一，目前除了缺乏有效方法克服耐藥性，也缺少有效技術可以及時檢出病例組織中的耐藥性突變。

　　同時，隨著腫瘤研究的不斷深入，人們開始逐漸認識到個體腫瘤存在一種典型的性質——異質性。腫瘤異質性是指同一腫瘤組織中存在不同類型的亞克隆腫瘤細胞, 這些亞克隆從基因型到表型上都存在差異，并在進化演變中存在高度復雜性和多樣性。也有研究發現，腫瘤異質性可能是腫瘤耐藥性的主要特征之一。因此設計出可以有效檢測腫瘤耐藥性基因和異質性變化的組織活檢技術非常關鍵。

　　然而，目前臨床上常規使用的單病灶組織活檢方法只能在單個腫瘤中看到一個位置，因此并不能滿足腫瘤異質性和耐藥性檢測的需求。近年來，有研究團隊設計了一種新的液體活檢技術(即cfDNA(無細胞DNA ))，這個技術結合了來自多個腫瘤病變的細胞和遺傳信息，可以有效檢測到多個獲得性耐藥的腫瘤異質性，是一種很有前景的活檢替代方案，但由于缺乏大規模樣本的有效性驗證，因此并沒有再臨床上得到推廣使用。

　　針對這一問題，由麻省總醫院聯合麻省理工學院布羅德研究所、哈佛大學、IBM Research等研究機構團隊，根據之前報道的cfDNA檢測技術進行優化，提出一種新的腫瘤取樣方法(液體生物組織法)，即從含有腫瘤脫落DNA的病人身上提取血液樣本進行腫瘤組織分離和分析，稱為循環腫瘤DNA(ctDNA檢測)，即優化后的cfDNA檢測技術。

　　為了比較ctDNA檢測方法與傳統病灶腫瘤活檢的有效性差異，研究團隊根據分子方法定義的胃腸道腫瘤和靶向治療后出現獲得性耐藥的統一性標準，將42名腫瘤患者納入研究隊列。其中，隊列樣本還包括了23例處于疾病末期的腫瘤活檢樣本。

　　除了通過ctDNA檢測和單灶組織活檢對所有樣本分別進行腫瘤耐藥和異質性評估外，研究人員還通過二代測序技術(NGS)對血漿中分離到的ctDNA進行了高通量篩查，用來發現腫瘤預處理或ctDNA檢測中未篩到的突變基因。當檢測到的ctDNA中腫瘤組織的核酸比例超過總核酸量的5%時，樣本還將進行全外顯子組測序(WES)分析。研究人員同時采用了新的計算軟件（PhylogicNDT）來分析腫瘤DNA及其抗性突變。

液體活檢與組織活檢對獲得性耐藥機制的鑒定結果

　　結果表明，在42例患者中，通過ctDNA檢測，有32例(76%)樣本發現了至少一種先前確定的耐藥性位點。其中，17例(53%)(占所有患者的40%)顯示出超過1種可檢測到的耐藥性改變，這說明腫瘤異質性與獲得性耐藥確實密切相關。在通過NGS或WES測序分析后的23例病例中，有11例病例在腫瘤活檢中發現了比ctDNA檢測到的更少的耐藥性突變，而20例(87%)患者采用ctDNA檢測后發現了至少一種耐藥性改變。此外，23例患者中僅有2例(9%)在組織活檢中發現了多重耐藥改變，而近40%的患者樣本在ctDNA檢測中都篩查到多重耐藥性改變，其中單個患者樣本中可檢測到最多高達9個耐藥性位點。值得一提的是， ctDNA檢測方法還在18例患者樣本中檢測出在其他臨床研究中還未被發現的部分耐藥性基因位點。

　　該研究證明了在近80％的病例中，液體活檢技術可以檢測到與腫瘤耐藥性相關的遺傳變異，而這一結果在標準組織活檢中均無法識別。并且，研究還發現獲得性耐藥通常是以嚴重的腫瘤異質性為特征的，并且在患者個體中出現多個耐藥性變異是“規則”，而非“例外”。

　　該研究還發現，液體活檢技術可以更準確地描述患者癌癥的遺傳多樣性以及腫瘤如何在分子水平上產生耐藥性，這一技術突破為癌癥耐藥性產生并難以打破提供了直接證據，并且還提出了潛在的耐藥性分子機制，這可能為新的和更個性化的癌癥診斷治療指明了道路。

　　針對腫瘤耐藥性產生的機制，目前已經出現了很多治療方法，包括新的抗癌藥、耐藥性的調節、多功能納米載體的應用以及RNA干擾治療。為了提高癌癥患者的生存率，延長其生存時間，提高臨床化療效果，需要全球科學家共同努力深入探究新的耐藥機制，尋找新的抗癌藥物，減少甚至逆轉腫瘤的耐藥性。而液體活檢技術的提出和有效性驗證，將成為癌癥耐藥性研究的一項重要進展，液體活檢也可能成為評估患者腫瘤在對治療產生抗藥性后如何進化的首選臨床方法。”

　　參考文獻：

　　Aparna R. Parikh et al, Liquid versus tissue biopsy for detecting acquired resistance and tumor heterogeneity in gastrointestinal cancers, Nature Medicine (2019). DOI: 10.1038/s41591-019-0561-9